Expérience de Michelson et Morley

[invite86e485e2]

Bonjour,

L'expérience de Michelson et Morley me laisse perplexe.
Si on fait la même expérience avec une source sonore, on n'obtiendra pas plus de déplacement d'interférence, qu'avec la lumière.
Pour le son qui se propage dans l'air, il est clair que l'air du laboratoire étant entraînée par la Terre, il n'y a plus guère de vitesses qui se composent à ce niveau, et par rapport au laboratoire, l'air est au repos. On n'a du reste jamais constaté de courant d'air est ouest plus important que nord sud dans un laboratoire.
S'il est vrai que dans les deux cas (du son et de la lumière), la célérité des ondes dans leur milieux sont des constantes. Doit-on pour autant en conclure que cette célérité est indépendante du référentiel considéré ?
Ma question est donc la suivante : Le vide tel que décrit par la physique quantique actuelle ne pourrait-il pas faire office de support à la propagation de la lumière ?
Ce vide pourrait en effet lui aussi être entraîné par la rotation de la Terre.

Amicalement,

Oliver
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[Sexygillou]

Bonjour,

Je ne pense pas que l'expérience citée permette de conclure que "[la] célérité est indépendante du référentiel considéré". Elle montrerait plutôt que le support de la lumière est fixe par rapport au laboratoire, justement.

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec sexyguillou

S'il est vrai que dans les deux cas (du son et de la lumière), la célérité des ondes dans leur milieux sont des constantes. Doit-on pour autant en conclure que cette célérité est indépendante du référentiel considéré ?

Non, en effet, et ce n'était pas le but de M&M.

M&M est compatible avec la RR, avec l'hypothèse d'un éther totalement entrainé et avec l'hypothèse balistique (lumière = particules + théorie de Newton non relativiste).

On est arrivé aux conclusions que tu connait uniquement parce que M&M arrivait en bout de chaine de bien d'autres expériences : mesures de la vitesse de la lumière dans l'air, dans l'eau en mouvement, aberration stellaire, électromagnétisme. Et on a également mené M&M dans d'autres situations (sur des chariots en mouvement, ce qui donnerait un résultat différent pour le son, et même dans un ballon ).

Par exemple un éther totalement entrainé est incompatible avec l'aberration stellaire.

Et l'étude de la vitesse de la lumière en mouvement donne un curieux effet d'entrainement partiel de la lumière dépendant de l'indice de réfraction.
(à noter que cet effet devient évident en RR : c'est la correction au premier ordre à l'addition des vitesses donnée par la composition relativiste des vitesses)

Ma question est donc la suivante : Le vide tel que décrit par la physique quantique actuelle ne pourrait-il pas faire office de support à la propagation de la lumière ?

Attention, l'éther du dix-neuvième siècle a une signification bien précise : support des vibrations mécaniques lumineuses classiques.

Il est clair que le vide quantique ne correspond pas du tout à ça.

On pourrait appeller éther ce vide quantique. Mais je ne trouve pas ça correct :
- c'est trompeur vis à vis de la signification historique
- on a donné le nom d'éther à tout et n'importe quoi (y compris au vide quantique !), c'est totalement galvaudé
- il existe d'autres noms

Quand à "support", le nom est aussi quelque peu ambigu. "Le vide est le siège du rayonnement lumineux" est vrai mais quelque peu bateau. Et comme je disais, ce n'est pas un support de vibrations mécaniques.

Ce vide pourrait en effet lui aussi être entraîné par la rotation de la Terre.

Non, car le vide quantique est un invariant de Lorentz : il est totalement identique quel que soit l'état de mouvement (inertiel !).

(je précise car ce n'est pas vrai pour un observateur accéléré : voir Unruh et Hawking)

[invite86e485e2]

Salut,

On est arrivé aux conclusions que tu connait uniquement parce que M&M arrivait en bout de chaine de bien d'autres expériences : mesures de la vitesse de la lumière dans l'air, dans l'eau en mouvement, aberration stellaire, électromagnétisme. Et on a également mené M&M dans d'autres situations (sur des chariots en mouvement, ce qui donnerait un résultat différent pour le son, et même dans un ballon ).

Par exemple un éther totalement entrainé est incompatible avec l'aberration stellaire.

Et l'étude de la vitesse de la lumière en mouvement donne un curieux effet d'entrainement partiel de la lumière dépendant de l'indice de réfraction.
(à noter que cet effet devient évident en RR : c'est la correction au premier ordre à l'addition des vitesses donnée par la composition relativiste des vitesses)

Non, car le vide quantique est un invariant de Lorentz : il est totalement identique quel que soit l'état de mouvement (inertiel !).

(je précise car ce n'est pas vrai pour un observateur accéléré : voir Unruh et Hawking)

Bonjour Deedee81

Merci pour tes précisions utiles.

Cependant, je ne suis pas parvenu à comprendre quel était le problème avec l'aberration stellaire. Les résultats classiques ne donnent-ils pas un bon ordre de grandeur pour les observations terrestres de ces aberrations ?

D'autre part le mouvement de rotation de la Terre n'est-il pas accéléré ?

Amicalement,

Oliver

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Cependant, je ne suis pas parvenu à comprendre quel était le problème avec l'aberration stellaire. Les résultats classiques ne donnent-ils pas un bon ordre de grandeur pour les observations terrestres de ces aberrations ?

Si, du moins si le résultat classique fait deux hypothèses :
- la vitesse de la lumière qui nous parvient est toujours 'c' (ce qui est bizarre vu le mouvement des étoiles, sauf si l'on admet la relativité ou l'éther luminifère) (=> angle d'aberration identique)
- l'éther est immobile partout (sinon cela entrainerait des effets de réfraction très visible) => pas d'entrainement

Une fois cela établit, la correction relativiste est en soit assez faible.

On en touche un mot (très court, je parle de l'entrainement et de ses effets sur l'aberration) dans La Relativité Restreinte de Ougarov mais il doit y avoir moyen de trouver d'autres références.

D'autre part le mouvement de rotation de la Terre n'est-il pas accéléré ?

Faiblement pour les points discutés (tu peux faire le calcul). Pour la rotation sur elle-même des mesures très précises peuvent le vérifier (par des effets de type Sagnac, voir la page de Baez sur les tests expérimentaux de la RR). Pour la rotation autour du soleil, je n'ai rien lu sur le sujet (en dehors des effets RG : le décalage du périhélie ne concerne pas que Mercure, il existe et a été vérifié pour venus et la terre. Pour mars je ne sais pas si cela a été vérifié).

[invite86e485e2]

Salut,

Si, du moins si le résultat classique fait deux hypothèses :
- la vitesse de la lumière qui nous parvient est toujours 'c' (ce qui est bizarre vu le mouvement des étoiles, sauf si l'on admet la relativité ou l'éther luminifère) (=> angle d'aberration identique)
- l'éther est immobile partout (sinon cela entrainerait des effets de réfraction très visible) => pas d'entrainement

Une fois cela établit, la correction relativiste est en soit assez faible.

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Merci Deedee81 pour ces explications documentées.
Autrement dit, si la vitesse de la lumière dépend uniquement du milieux de propagation (si j'ai bien compris, c'est l'hypothèse de l'éther luminifère), et si l'ether est immobile partout, pour qu'il n'y ait pas composition de vitesses, les résultats restent voisins.

Mais alors quelle est selon toi (ou les autres de ce forum) l'expérience la plus significative en faveur de la RR ? Et quel est alors le pourcentage d'erreur de la mécanique classique ?

NB: Mon but n'est aucunement de remettre en cause la RR. Einstein est un scientifique qui a fait progresser la physique dans de nombreux domaines. Simplement, j'essaye de mieux comprendre la nature du vide physique. A ce titre, je trouve les expériences de cette époque passionnantes.

Amicalement,

Oliver